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(黃河水利職業(yè)技術學院,河南開封 475004)
氯硝柳胺(Niclosamide,NIC),別名殺螺胺、滅絳靈,屬水楊酰胺類衍生物,它是一種殺蟲劑、滅螺劑,可有效殺死釘螺、福壽螺、蝸牛、豬牛絳蟲、闊節(jié)裂頭絳蟲、短膜殼絳蟲、尾蚴等,具有驅蟲效果好、毒性低、使用安全等特點而廣泛應用[1 - 2]。世界衛(wèi)生組織將NIC列入其基本藥物標準清單和標準處方,我國將NIC用于滅殺養(yǎng)殖池塘內釘螺、椎實螺和野雜魚,稻田中福壽螺等[3 - 5]。但隨著NIC持續(xù)大規(guī)模的使用,關于NIC對魚類高毒、對非目標生物毒性問題和污染環(huán)境水樣逐漸引起廣泛關注[5 - 6]。
目前關于NIC的檢測方法主要有電位滴定法[3]、液相色譜法[4]、液相色譜-質譜法[5 - 7]等,但關于環(huán)境水樣中NIC測定方法較少報道。環(huán)境水樣中NIC含量較低,且基質復雜,在測定前需要進行分離富集,目前主要有液液萃取、固相萃取、超臨界流體萃取、快速溶劑萃取、微波輔助萃取、膜萃取、離子液體分散液液萃取等,其中溫控離子液體分散液液萃取技術是集富集、分離、凈化于一體,具有操作簡單、萃取效率高,尤其是選用環(huán)境友好、穩(wěn)定性高、蒸氣壓低的離子液體作為萃取劑[8 - 15]。
本研究采用離子液體為萃取劑,通過溫度控制加快離子液體分散而增加萃取表面積,經分散液液萃取環(huán)境水樣中NIC,結合液相色譜-串聯(lián)質譜法(LC-MS/MS),建立了一種簡便、準確、靈敏的測定環(huán)境水樣中NIC的檢測技術,可滿足環(huán)境水樣質檢、監(jiān)控以及相關基礎研究的需要。
1290-6430型液相色譜-串聯(lián)質譜儀(美國,Agilent公司);5427R型高速冷凍離心機(德國,Eppendorf公司);MS3型漩渦混合器(德國,IKA公司);Mill-QA10型超純水器(美國,Millipore公司)。
離子液體:1-甲基-3-辛基咪唑六氟磷酸鹽([C8MIM][PF6],純度>98%),1-甲基-3-己基咪唑六氟磷酸鹽([C6MIM][PF6],純度>98%),1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸鹽([C4MIM][PF6],純度>98%),均購于百靈威化學試劑有限公司。NIC標準品:CAS號50-65-7,0.25g,純度96%,德國Dr.EhrenstorferGmbH公司。甲醇、乙腈、異丙醇、丙酮均為色譜純,美國TEDIA公司。
環(huán)境水樣采集于開封市地表水、地下水及污水處理廠等。
在15mL尖底離心試管中加入5mL待測水樣,加入80μL[C8MIM][PF6]和1.0mL乙腈,渦旋混合1min,室溫超聲2min,50℃水浴10min,冰水浴10min,形成乳濁液,6000r/min離心5min,棄去上清液,用乙腈溶解下層有機相并定容至2mL,經0.22μm微孔濾膜過濾,供LC-MS/MS測定。
液相色譜條件:美國WatersXBridgeC18色譜柱(150×2.1mm,3.5μm);流動相:A為0.1%氨水,B為乙腈;流量為0.30mL/min;柱溫為30℃;進樣量為5μL。梯度洗脫:初始為25%B;0~3.0min,25%~85%B;3.0~5.0min,85%~25%B;5.0~7.0min,25%B。
質譜條件:電噴霧負離子源(ESI-);毛細管電壓為-2500V;離子傳輸毛細管溫度為350℃;碰撞氣為氬氣(純度≥99.999%),碰撞氣壓為0.32Pa;鞘氣流量為720L/h;輔助氣流量80L/h;多反應監(jiān)測條件為:保留時間3.13min;定性離子對m/z為324.9/171.1,錐孔電壓30V,碰撞能量25eV;定量離子對m/z為324.9/289.0,錐孔電壓30V,碰撞能量25eV。
考察了[C8MIM][PF6]、[C6MIM][PF6]和[C4MIM][PF6]3種離子液體對環(huán)境水樣中NIC的萃取效果。從圖1中可知,3種離子液體對環(huán)境水樣中NIC具有良好的選擇性和溶解性,均可作為萃取劑,其中[C8MIM][PF6]萃取效率最高,為97.3%,可能是離子液體烷基鏈的增長使[C8MIM][PF6]在水中的溶解度降低,使[C8MIM][PF6]更易于萃取NIC。因此選擇[C8MIM][PF6]作為萃取劑。
分散劑作用是在萃取過程中使萃取劑均勻地分散于水相中,通過增加萃取劑與分析物的接觸面積而提高萃取效率,并形成乳濁液??疾炝思状?、乙腈、異丙醇、丙酮等不同分散劑對環(huán)境水樣中NIC的萃取效果。從圖2中可知,乙腈作為分散劑時,NIC萃取回收率最高,回收率為97.6%;甲醇、異丙醇和丙酮作為分散劑時,回收率較低。因此選擇乙腈作為分散劑。
圖1 離子液體類型對萃取回收率的影響(n=6)Fig.1 Effect of ionic liquid type on extraction recovery(n=6)
圖2 分散劑類型對萃取回收率的影響(n=6)Fig.2 Effect of dispersant type on extraction recovery(n=6)
考察了離子液體[C8MIM][PF6]作為萃取劑時,不同萃取劑用量(30~100μL)對分散液液萃取效率的影響。從圖3中可知,在30~80μL范圍內,NIC萃取回收率隨著[C8MIM][PF6]用量的增加而增大;在80~100μL范圍內,NIC萃取回收率隨著[C8MIM][PF6]用量的增加而減小,這可能是由于過量的萃取劑在溶液中不能有效分散而導致萃取回收率下降,或由于萃取劑過量而減少富集倍數(shù)引起萃取效率降低。因此萃取劑[C8MIM][PF6]用量選擇為80μL。
考察了乙腈分散劑用量(250μL~1500μL)對分散液液萃取NIC效率的影響。從圖4中可知,在250~1000μL范圍內,NIC萃取回收率隨著分散劑用量增加而增大;在1000~1500μL范圍內,NIC萃取回收率隨著分散劑用量增加而減小,這可能是由于分散劑用量較大時,使NIC在水相中溶解度增大而降低了萃取回收率。因此分散劑乙腈用量選擇為1000μL。
圖3 萃取劑體積對萃取回收率的影響Fig.3 The effect of the volume of extractant on the recovery of extraction
圖4 分散劑體積對萃取回收率的影響Fig.4 The effect of the Volume of dispersant on the recovery of extraction
圖5 溫度控制對萃取回收率的影響Fig.5 Effect of temperature control on extraction recoveries
溫度控制是離子液體分散液液萃取技術中的關鍵因素。溫度過高,可引起目標物降解;溫度過低,離子液體不能高效分散,從而導致萃取回收率較低。考察了30℃、40℃、50℃、60℃、70℃水浴溫度對離子液體分散液液萃取NIC效率的影響。從圖5中可知,在30~50℃范圍內,NIC萃取回收率隨著溫度升高而增大;在50~70℃范圍內,NIC萃取回收率隨著溫度升高而減小。因此水浴溫度選擇為50℃。
考察了水浴時間(4~24min)對分散液液萃取NIC效率的影響。實驗顯示,在4~10min范圍內,NIC萃取回收率隨著水浴時間增加而增大;在10~24min范圍內,NIC萃取回收率隨著水浴時間增加而減小,這可能是由于萃取時間過長,使分散劑溶解于水中,降低了NIC萃取回收率。因此水浴時間選擇為10min。
圖6 NIC標準品LC-MS色譜圖Fig.6 LC-MS chromatogram of NIC standard
為了提高NIC靈敏度和分辨率,改善色譜峰峰形,考察了不同色譜柱(WatersXBridgeC18、AgilentEclipsePlusC18、迪馬SpursilC18)對NIC的分離效果。結果表明:使用WatersXBridgeC18色譜柱時,能夠有效優(yōu)化分離峰的形狀,基線分離效果好,其色譜圖見圖6。
實驗比較了流動相分別為純水-甲醇/乙腈、0.5mmol/L乙酸銨-甲醇/乙腈、0.1%甲酸溶液-甲醇/乙腈、0.1%氨水-甲醇/乙腈對NIC的分離效果,結果發(fā)現(xiàn)當流動相為堿性的0.1%氨水-乙腈時,NIC峰形尖銳對稱。因此采用0.1%氨水-乙腈作為流動相(圖6)。
用流動注射泵以1.0μg/min的流速,將1.0μg/mLNIC標準溶液注入質譜檢測器中,在負離子電離模式下,進行一級質譜掃描,得到質荷比(m/z)為324.9的準分子離子峰[M-H]-;對準分子離子峰進行碰撞誘導解離進行二級質譜掃描,得到信號最強以及次最強的碎片離子m/z分別為171.1和289.0,選擇定量離子對m/z為324.9/289.0;定性離子對m/z為324.9/171.1,其色譜圖見圖6。
配制NIC濃度為5.0、10.0、20.0、50.0、100.0、200.0ng/mL的標準系列溶液,以NIC標準溶液濃度(x)為橫坐標,響應值(y)為縱坐標,繪制標準曲線,建立回歸方程。結果顯示:在5.0~200.0ng/mL濃度范圍內,線性關系良好,線性回歸方程為:y=8.73×104x+6.43×102,相關系數(shù)R2為0.9998。以3倍信噪比(S/N=3)作為檢出限,以10倍信噪比作為定量限(S/N=10),結果顯示:當稱樣量為5.0mL時,檢出限為0.15μg/kg;定量限為0.5μg/kg。
取3份環(huán)境水樣進行精密度和回收率試驗,按1.2和1.3節(jié)操作步驟進行處理和測定,結果見表1。結果表明:在添加濃度為5.0~200.0μg/kg范圍內,回收率在91.7%~97.1%之間,相對標準偏差(RSD)為0.8%~3.1%。說明該法精密度好、回收率高。
按照本文所建立的溫控離子液體分散液液萃取-液相色譜-串聯(lián)質譜法檢測環(huán)境水樣中NIC。結果表明:30份環(huán)境水樣中,NIC檢出率為13.3%,測定值在23.7~316.4μg/kg之間,平均值為143.6mg/kg。這表明環(huán)境水樣中存在一定的NIC,影響環(huán)境水樣的質量,相關部門應加強環(huán)境水樣中NIC的日常監(jiān)測。
表1 回收率和精密度(n=6)
本文采用離子液體為萃取劑,通過溫度控制加快離子液體分散而增加萃取表面積,經分散液液萃取環(huán)境水樣中NIC,結合液相色譜-串聯(lián)質譜(LC-MS/MS)分離和檢測方法,建立了一種簡便、準確、靈敏的測定環(huán)境水樣中NIC的檢測技術。該方法操作簡單、精密度好、回收率高,可實現(xiàn)快速、批量和準確的檢測環(huán)境水樣中NIC含量,適用于環(huán)境監(jiān)管部門對水體的監(jiān)督監(jiān)測。